Estrategias de Electrificacion Rural

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Estrategias para la Electrificación Rural: Estudio general sobre calidad en las instalaciones fotovoltaicas Miguel A. Egido Instituto de Energía Solar – Universidad Politécnica de Madrid Seminario – Taller Internacional: Implementación Sostenible de Sistemas Fotovoltaicos (SFV) en el Sector Rural Lima, l2-14 febrero 2007

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Electrificacion Rural

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  • Estrategias para la Electrificacin Rural: Estudio general sobre calidad en las instalaciones fotovoltaicas

    Miguel A. EgidoInstituto de Energa Solar Universidad Politcnica de Madrid

    Seminario Taller Internacional: Implementacin Sostenible de Sistemas Fotovoltaicos (SFV) en el Sector RuralLima, l2-14 febrero 2007

  • DefiniciDefinicin de calidadn de calidad

    La calidad de un bien se refiere a como es de buenorespecto de un estndar u otros productos similares

    Desde un punto de vista tcnico, un producto es de calidad cuando cumple con determinados requerimientos

    Desde la perspectiva de utilizacin, en la medida en que cumple con las expectativas del usuario

    Las principales caractersticas tcnicas de la calidad son: tiempo de vida del sistema y sus componentes, eficiencia, funcionamiento, fiabilidad y seguridad

    Desde el punto de vista social: la calidad en la electrificacin rural con sistemas fotovoltaicos es la eficacia y eficiencia en conseguirlos objetivos

  • Sistemas fotovoltaicos operativos (%)

    0% 20% 40% 60% 80% 100%

    Ucayali

    Loreto

    Madre de Dios

    Puno

    Ayacucho

    Hunuco

    Total

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    s Evaluacin del funcionamiento de 724 sistemas fotovoltaicos

    domiciliarios en Per (DEP-MEM, 2004)

    Estado de paneles por localidad - Loreto

    0%

    20%

    40%

    60%

    80%

    100%

    Isla delTigre

    Rondia Pto.Progreso

    Cuiparillo Gloria

    Robado, perdido

    Malogrado

    Bueno

    Hacen falta normas en los SFA? Hacen falta normas en los SFA?

  • Principales problemas detectados en 1 743 sistemas fotovoltaicos domiciliarios en Mjico (Huacuz, 2000)

  • Principales fallos en los sistemas FV domPrincipales fallos en los sistemas FV domsticossticos

    Importancia de la calidad tcnica

    9 Sombreado de los mdulos9 Componentes fotovoltaicos mal instalados9 Bajo estado de carga inicial de la batera9 Reguladores de carga:9Carencia de protecciones9Falta de adaptacin a la batera

    9 Cableado Seccin insuficiente Falta de identificacin en la polaridad

    9 Lmparas Ennegrecimiento prematuro del tubo Fallos de aislamiento

    9 Interferencias electromagnticas

  • Calidad en el diseo del sistema

    Calidad de los componentes

    Calidad de la instalacin

    Calidad de la capacitacin

    Calidad del servicio post-venta

    Parmetros de calidad

  • Objetivos de la estandarizaciObjetivos de la estandarizacinn

    Contribuye a la proteccin del medioambiente

    Define requisitos/caractersticas y regula interfases entre los componentes y los sistemas

    Determina y mejora la calidad de productos y servicios cubiertos por sus estndares

    Contribuye en la reduccin de los costes y aumenta la eficiencia del proceso industrial

    Contribuye a la mejora de la seguridad

  • CCmo convertir esto en normasmo convertir esto en normas??

    ComponenteA

    ComponenteB

    ComponenteC

    Sistema fotovoltaico

    influencia Electromagnetica Voltaje variable Prdidas de voltaje Influencia Temperatura

    Viento, hielo,Nieve,granizo

    carga mecnicadurante

    transporte

    Temperatura,Humedad,

    Lluvia

    Emisin Electromagnetica

    Prdidas de calor

    Usuario/operadorCarga mecnica

    Errores del operador

    Irradiacin

    sobretensin inducida,influencia

    Electromagnetica

    Servicio(Energa, luz,

    Seguridad

    Funcionamiento

    Calidad

    Grupos principalesde Estndares

  • Instituciones de NormalizaciInstituciones de NormalizacinnInstitucin Comits

    EuropeaComit tcnicoCLC/TC82

    CENELEC European Commission forElectrotechnical Standardization, Brussels

    Nacional

    ISO International Organisation for Standardization, Geneva

    Comit tcnico(TC) 82, Solar Photo-voltaic Energy Systems

    IEC International ElectrotechnicalCommission, Geneva

    IEEE, ANSI, UL, AENOR, etc

    PV GAP, UTSfSHS, etcControl de calidad

  • Desarrollo de normasDesarrollo de normas

    PNW (nuevo trabajo propuesto)

    CD (borrador del comit para comentarios)

    CDV (borrador del comit para votar)

    FDIS (proyecto de norma internacional final)

    Estndar internacional

    Producido por el comit nacionale internacional asociado.Los comits nationales designan el grupo de trabajo

    Producido por el equipo de proyecto

    Producido despus de que no hay entradas substancial esperar, circul aorganmismos nacionales para votar

    No son posibles cambios de contenido, solamente votacin s/no

    N

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    A

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    WD (borrador de trabajo)

    Circulado para comentarios. Si hay modificacin substancial se repite lacirculacin

    Duracin mnima del proceso: 42 meses

  • Normas generales de Sistemas Fotovoltacios Normas generales de Sistemas Fotovoltacios AutAutnomos (internacionales)nomos (internacionales)

    Descripcin del sistema fotovoltaico Terminologa Proteccin sobretensiones Parmetros para la caracterizacin del funcionamiento de los SFA Monitorizacin del funcionamiento y procedimientos de medida Irradiacin diaria tpica

    Publicadas

    En proceso

    Verificacin del diseo y funcionamiento del sistema fotovoltaico

  • MMdulos Fotovoltaicosdulos Fotovoltaicos

    Publicadas

    En proceso

    Pruebas de funcionamiento de mdulos de silicio cristalino y de pelcula delgada

    12 normas sobre dispositivos y mtodos de medida (interior y exterior)

    Seguridad Degradacin Hoja de caractersticas y etiquetado Como elemento constructivo

    Pruebas de funcionamiento y produccin de energa Concentradores

  • BaterBateras para SFAas para SFA

    Publicadas

    En proceso

    Caractersticas bsicas de bateras: capacidad, ciclado y mtodos de medida

    Instalacin, mantenimiento y dimensionado No especficos de bateras para SFA

    Ninguno

  • Controladores e inversoresControladores e inversores

    Publicadas

    En proceso

    Recomendaciones para medir la eficiencia de inversores autnomos y conectados a la red

    Pruebas de seguridad (UL)

    Control de calidad para el funcionamiento en campo Pruebas de seguridad (IEC)

  • Bombas, LBombas, Lmparasmparas

    Publicadas

    En proceso

    Bombas de continua Lmparas fluorescentes en general

    Control de calidad para el funcionamiento en campo Pruebas de seguridad (IEC)

  • QuQu falta?falta?

    Caractersticas funcionales y de seguridad para lmparas fluorescentes, controladores de carga, inversores y bombas

    Normas de funcionamiento y dimensionado para SFA Normas de instalacin Recepcin de instalaciones Normas de mantenimiento Normas de evaluacin Acreditacin de laboratorios Formacin y capacitacin

  • Instituciones orientadas al Control de calidadInstituciones orientadas al Control de calidad

    Normas IEC cuando estn publicadas Normas recomendadas en los otros casos Marca PV GAP Laboratorios acreditados Coste anual para mantener la marca Apoyo del Banco Mundial

    PV GAP

  • Instituciones orientadas al Control de calidad: IESInstituciones orientadas al Control de calidad: IES

    Universal Technical Standard for Solar Home Systems Thermie B: SUP-995-96. EC-DGXVII, 1998 y 2001

    Proceso de elaboracin:

    Revisin de normas tcnicas. Opiniones de expertos.Clasificacin requisitos tcnicos

    Procedimientos de medida (2001 y 2003)

    Mdulo, controlador de carga, batera, luminaria y sistema

    Instrumentacin bsica en cualquier laboratorio de electrotecnia: multmetros, resistencias de precisin

    Publicados

  • AplicaciAplicacin de la Norma Tn de la Norma Tcnica Universalcnica Universal

    PVMTI: Marruecos, India y Kenia ADEME: Burkina Fasso y Mauritania Filipinas: National Power Corporation DANIDA: Malawi, Ghana, Mozambique y Nepal Per: MEM en el proyecto GEF y en el Reglamento Tcnico Bolivia: Norma NB 1056 Cuba y Colombia: En proceso

  • Mejora de la calidad en la electrificacin solar rural

    Proyecto financiado por la Unin Europea en el 5 Programa Marco:Tackling the Quality in Solar Rural Electrification

    www.TaQSolRE.net

  • Resultados

    Estudio de la calidad tcnica de proyectos y programas de electrificacin

    Num Operativos Funcionamiento parcial

    No operativos

    4 Venta 59 21 1915 Proyectos 64 20 1619 Total 63 23 15

    Base de datos de fiabilidad, tanto para componentes como para sistemas

    Recomendaciones para el aseguramiento de la calidad:Normas para la recepcin de instalaciones, para el mantenimiento preventivo y para la evaluacion de proyectos Estudio sobre la percepcin de la calidad de los diferentes actores: suministradores, instituciones, operadores elctricos y usuarios

  • Resultados (2)

    Marco terico sobre confiabilidad de los sistemas fotovoltaicos autnomos

    Isoreliability map - Madrid

    0

    0,2

    0,4

    0,6

    0,8

    1

    1,2

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Storage capacity, Cst

    G

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    LLP =0,01

    LLP =0,03LLP =0,05

    LLP =0,1

    Year 0Year 1

    Year 2Year 5

    Ideal components

    LLP =0,08

    Real components

  • Resultados (3)

    Programa de dimensionado de sistemas fotovoltaicos autnomos, que considera la variabilidad del recurso solar y la fiabilidad de los componentes fotovoltaicos: Dimensiona